В. 36. Кабельные эл.Сети

Применяют для подземной или подводной передачи и распределением энергии на высоком и низком расстоянии.«+»:высокая надежность электроснабжения

отсутствие зарграможденности улиц, почти полная независимость от атмосферной условий, «-» - дорогие в эксплуатации. Устройство: кабель из 1,2,3,4 жил различного сечения, каждая изолирована др. от др., + броня и все защищено от влаги. Трассу выбирают с учетом наименьшего расхода кабеля и обеспечения его сохранности от механ-х повреждений при раскопках, от коррозии, вибрации, перегрева. Кабельные линии прокладывают в траншеях по непроезжей части улиц (под тратуарами), по дворам. Кабель не должен проходить под зданиями, под проездами, насыщенными подземными коммуникациями. При внутренних прокладках в крупных городах кабели прокладывают в спец-ых коллекторах и тоннелях. В местах пересечения улиц силовые кабели прокладывают в асбоцементных трубах или ж/б блоках.

В 37. Электропроводки. Марки проводов, способы прокладки. Эл. сети внутри зданий предназначаются для питания эл.энергией силовых приемников и ламп освещения. Выбор способа выполнения проводки внутри здания определяются принятой схемой, условиями окруж. Среды, конструкциями зданий. Электропроводка – совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями. Открытая эл. проводка - проложенная по поверхности стен и потолков, по фермам. Примен-ют лишь в небольших с/х и др.постройках, в подсобных помещениях. Бывает: стационарная, передвижная, переносная. Скрытая – прокладывается в конструктивных элементах зданий (стенах, под штукатуркой, в полах, перекрытиях). Имеет преим-ва перед открытой по эстетическим, гигиеническим условиям, безопасности и долговечности, стоимости. Эл. сети в жилых и общ. зданиях делят на – питающие (линии от водораспределительного устройства до распреде-лительных щитов, пунктов, щитков) и групповые (линии от распределительных щитов, пуектов, щитков к силовым и осветительным электроприемникам). Электропроводки в жилых и общ-х зданиях выполняют в основном незащищенными изолированными установочными проводами с алюминиевыми жилами. Защищенные (имеющие дополнительную оболочку) провода, а т.же неброни-рованные кабели марок АВРГ, АНРГ, АВВГ приме-няют вместо проводок в трубе. Марки некоторых проводов применяемые часто в кирпичных и ж/б гражд. зданиях: провод марки АПВ – одножильный с алюминевой жилой и поливинилхлоридной изоляцией на напряжение до 660В. Изготавл-ся сечениями 2-120 мм², применяется для прокладки в трубах, пустотах несгораемых строит-ных констр-й, коробах, в пластиковых плинтусах. провод марки АППВС – 2-жильный или 3-жильный, плоский с алюмин-ми жилами и поливинилхлоридной изоляцией. Изготавли-вается сечениями 2,5-6 мм² на напряжение 380 и 500В. Прим-ся для скрытой прокладки под штукатуркой, а т.же в осветительных, внутриквартирных сетях для прокладки в каналах, пустотах несгораемых строительных конструкций и замоноличивания. Может прокладываться скрыто по сгораемым основаниям, но с подкладкой асбеста или слоя алебастрового раствора. Провод марки АППВ – т.же, как и АППВС, но снабжен разделительной изоляц-ной пленкой. Примен-ют для открытой прокладки непосредственно по несгораемым основаниям. Часто используют для замоноличивания в строит-ых конструкциях. М.б. проложен открыто на роликах. Провод марки АПН – 1,2 и 3-жильный, с алюмин-ми жилами с найритовой изоляцией. Изго-ся сечением 2,2-4 мм², а одножильный и 6 мм², на U – 500В. Прим-ся для срытой прокладки в каналах, пустотах несгораемых строит-х конст-ций. Прим-ют для открытой прокладки с креплением путем приклеивания. Провод марки АПРН – 1-жильный, с резиновой изоляцией в негорючей резиновой оболочке. Изготавливается сечениями 2,5-120 мм² на U=660В. Прим-ся для открытой прокладки на роликах и изоляторах, на лотках в трубах и коробах сухих и влааж-х помещений, а т.ж. непосредственно по повер-ти стен и потолков. Провод марки АПРВ – 1-жильный, с алюмин-ой жилой, резиновой изоляцией в ПВХ оболочке. Изготавливается сечениями 2,5-6 мм² на U=500В. Прим-ся для открытой прокладки на роликах и изоляторах. Допускается для прокладки в трубах и коробах сухих и влаж-х помещенях. Провод марки АПРТО – с алюмин-ой жилой, резиновой изоляцией и х/б пропитанной оплёткой на U=660В. Изготавливается 1-жильным сечением 2,5-400 мм², с числом жил 2,3,3+1, сечениями 2,5-120 мм². Прим-ся для прокладки в стальных трубах.

Способы прокладки: *Открыто в тонкостенных сталь-ных трубах, винилпластиковых трубах (до 10 этажей), а т.ж. в коробах и на лотках. *Совместная прокладка в одной трубе групповых линий одного вида освещения при числе проводов на › 12. *В стальных трубах; *В спец-х бетонных эл.панелях и эл.блоках. *Групповые сети с плоским проводами под слоем штукатурки, в швах м/ду блоками, в бороздах; *Глухая закладка плоских проводов в толщину перекрытий, стен–замоноличенная проводка; *Прокладка проводов штепсельной сети сильных и слабых токов в спец-х пластмассовых эл.технических плинтусах.

В.42 Комплектные трансформаторные подстанции. Назначение, общее устр-во. ТП – электрическая установка для преобразования и распределения Эл.энергии. Назначение – в зав-ти от положения в сети эл.системы понизительные подстанции делят на: районные-имеют первичное U=500,220,110кВ и вторичное 220,110,35,10,6 кВ. и местные – питают мелкие пром-ые и коммун-ные предпр-я, а т.ж. городские бытовые нагрузки, имеют первичное U-6-10кВ, вторичное 0,4/0,23кВ. ТП выполняют отдельно стоящими, пристроенными, т.е. примыкающими к зданию, встроенными в него, внутри произв-х помещений. Кроме того, в небольших поселках и сельской местности сооружаются открытые мачтовые подстанции, на которых устанавливают силовые трансформаторы мощностью до 100 кВ*А. Опорные конструкции таких подстанций обычно деревянные, но могут быть и ж/б. Устройство. Широко распространены комплектные ТП (КТП)-изготавлива-емые на заводах и доставляемые на место установки в сборном виде или в виде блоков, подготовленных для сборки. В крупных городах применяются БКТП-комплектные подстанции из объемных ж/б элементов, изгот. На заводе. Их вместе со смонтированным обору-дованием (кроме трансформаторов) доставляют на место строительства и устанавливают на заранее подготовленную площадку. Такие подстанции прочны, долговечны, удобны в условиях городской застройки. В ПУЭ установлен ряд требования к конструкциям, размещению, оборудованию подстанций: 1) подстанции не разрешается встраивать в жилые здания, школы, больницы, спальные корпуса санаториев из-за создава-емого ими шума; 2)Так как трансф. С масляным заполнением взрывоопасны, их не разрешается размещать под и над помещениями, в кот. могут находиться более 50 чел.; 3) Подстанции нельзя размещать под помещениями произ-в с мокрым технологическим процессом; 4) Неоьходимо принять меры защиты ТП от возможных повреждений при расположении в близости от путей кранов и внутрицехового транспорта; 5)на внутрицеховых ТП допускается устанавливать не более 3 маслянн. Трансформаторов суммарной мощностью до 2000кВ*А. При установке на втором этаже их мощность не более 630(750)кВ*А; 6) Установлен разрыв между ТП и зданиями. До жилых и общест-х зд-ий от ТП при I-II степени огнестойкости зд не меньше 7м, III степени - 9 м, IV-V степени-10 м.

В 43. Выбор сечения проводов по допустимому току. В эл.сетях и проводках прим-ют голые и изол-ные провода и шнуры. Голые провода испол-ют преим-нно на воздуш. линиях, изгот-т из меди, алюминия, стали…Бывают:1-проволо-чными; ногопроволочными) более гибкие, прочнее, устойчивее к вибрации). Медные–лучше противостают атмосферн. Воздейст-виям, но дороги. М-25. Стальные – низкая проводимость γс=7,52 (Ом*мм²) Сталеалюминевые – высокая прочность, прим-ют при сооружении ЛЭП U 35кВ и ↑ АС-120. Изолированные провода и шнуры имеют жилы, заключ-ные в изол-ую оболочку.

Шнуры– состоят из двух или нескольких соединенных вместе многопроволочных изолированных жил. *Целью расчета эл.сети явл-ся выбор сечения проводов, кабелей, аппаратов защиты. **Сечения проводов должны выбираться с учетом след-го:1.Провода и кабели не должны перегреваться сверх допуст. t-ры при прохождении расчетного тока нагрузки; 2. Отключение U д.б. в допуст. пределах; 3. Механич-я прочность проводов д.б. не ↓ допустимой; 4. Аппараты защиты должны обеспечивать надежную защиту всех участков сети от коротких замыканий и даже от перегрузки; 5. Размахи изменений U, вызванные кротковременными изменениями нагрузки не должны превышать значений установленных ГОСТом; 6. Для некот. видов сетей установлены требования для выбора сечений проводов по экон-кой плотности тока. *Допустимая t-ра проводов и кабелей имеет очень важное значение, т.к. перегрев проводов приводит к выходу из строя и перерыву эл.снабжения, может привести к пожару. ПЭУ установлены наиб-ее допустимые t-ры при нагревании длительной токовой нагрузкой: а) для голых шин и проводов +70°С: б) для проводов с резиновой или пластмассовой изоляцией +65ºС, в) для кабелей с бумажной изоляцией на U до 3 кВ +80°С. Если t-ра окр. Среды существ-нно отл-ся от указанной, то допустимая токовая нагрузка Iд определяется с учетом коэф-та Кп Iд = Кп *Iдн, где Iдн – длител-ая допуст-ая токовая нагрузка по нагреву согласно ПУЭ; Кп – поправочный коэф-ент, устанавливающий изменение t-ры окруж.среды. Кроме того, для силовых кабелей, прокладываемых в траншеях, к Iдн вводится дополнительный снижающий коэф-ент К(0,75-0,9) *Длит-но допустимая расчетная токов нагрузка для заданных условий Iд≥Imax/(KKп), где Imax – длительная макс-я нагрузка элемента сети, опред-ая по формулам: а) для трех,четырехфазной теплопровод. сетей : Pmax * 10³

I max= √3 Uном Соsα

б) для 2-фазной сети с нулевым приводом:

Pmax * 10³

I max= 2 Uф Соsα

в) для 1-фазной сети с нулевым проводом:

Pmax * 10³

I max= Uф Соsα

Где Рmax – расчетная макс-ая нагрузка, кВт

Uном – номинальное линейное U, В

Uф - номинальное фазное U, В

При выборе сечений проводов по условиям допустимого нагрева необходимо учитывать следующие дополнит-ые требования ПЭУ: 1) В трехвазной четырехпроводных питающих линиях квартир жилых домов требуется принимать сечения нулевых проводов = сечению фазных, при сечениях последних до 25 мм² (по алюминию) включительно; при больших сечениях фазных проводов сечения нулевых принимаются не <50% сечении фазных; 2) В двух и однофахных линиях сечения фазных и нулевых проводов одинаковы! 3) В осветит. Четырехпровод. сетях с люминисцентными лампами сечения фазных и нулевых проводов одинаковы. При этом допустимые токовые нагрузки для проводов проложенных в трубах или каналах, принимают по ПЭУ, как 4-ех проводов в одной трубе. Для всех других видов четырехпроводных сетей при расномерной нагрузке фаз и трехфазных аппаратах управленияч освещением, проложенных в трубах или каналах, допустимые токовые нагрузки принимают, как для трех проводов в одной трубе.

В. 44 Расчет сечения проводов по допустимой потере напряжения.Эл.приемники для работы при определенном номинальном U, при кот. обеспечиваются наилучшие техникоэконом-кие показатели. Качество U считается удовл-ным, если отклонения U на зажимах присоедине-ных к сети электропроводников не выходят до следующ.пределов:

U=Uэ--Uном. – отклонение U Разн-сть м/д U на

зажимах с номин.U

U=Uэ – Uном * 100; Uэ> Uном.; Uэ< Uном.

Uном.

*рабочее освещение пром. и +5,0

общ-ных зданий -2,5

*наружное освещение +5,0

-2,5

*рабочее освещ.жилых зд-ний +5,0

и наружное освещение

*Аварийный режим осветит.

установок -12

* Эл.двигатели:

в норм. Условиях +- 5

в особых случаях -10

*В сетях U12-42В -10

Обеспечить номинальное U для всех присодиненных Эл.приемников невозможно, т.к. в конце линии оно всегда будет ниже, чем в начале, из-за потери U в проводах и кабелях. Разность напряжения в начале и в конце какого-либо участка сети наз-ют – потерей U на этом участке. Для расчета Эл.сети на потерю U необходимо знать параметры линий, т.е. их длины и нагрузки на всех участках. Потеря U в линии, к которой приложены несколько нагрузок опред-ся по фор-ле:

Или обозначив _____________- коэф-ент для данного мат-ла провода и U сети получим

____________________________ потеря U в 3-фазной сети с равномерной нагрузкой фаз. Если задана допустимая потеря U – U% доп., то можно найти сечения проводов, которые округляется до

стандартного значения: _______________________, где

Rв- мощность на R-ом участке цепи, кВт;

LR – длина R-ного участка линии, м;

S – сечение фазных проводов, мм².

Произведение мощностина длину P*L – наз-ют моментом нагрузки – М. Для расчета 1,-2,-фазных сетей форма не меняется, меняется коэф-ент С.

Значение С алюм-вых проводов:

Uном, В Схема сетей С

380/220 3-фазная с нулевым 46

проводом

380/220 2-фазная с нулевым 20

проводом

220 1-фазная двухпроводная 7,7

В 45. Электропривод. Назначение, классификация

и элементы эл. Электромеханическое устройство с помощтю которого осущ-ся движение рабочих органов производственного механизма. Электропривод преобразует эл.энергию в механическую и осущ-ет передачу вращающего момента эл.двигателя на вал рабочей машины. Эл.двигатель с аппаратурой управления – явл-ся эл-ой частью, а передающие устр-ва (муфты сцепления, шестерни, редукторы, цепное или ременные передачи) – мехагнической частью. Различают привод: - неавтоматизированный (эл. привод с аппаратом ручного управления), - автоматизированный (Эл.привод, в котором упрвление переходными режимами (пуск, остановка, торможение, реверсирование, регулирование частоты вращения) происходит автом-ки после подачи командного импульса. Автоматизация необходима для управления мощными механизмами, для сложных приводов требующих быстрой и частой регулировки частоты вращения двигателя, для привода с частым пуском двигателя в ход.

В.46 Электродвигатели эл.привода, назначение и классификация. Эл.двигатель с аппартатурой упрвления явл-ся эл.частью эл.привода. 1) Эл.механические св-ва электродвигателей определяются их механ-ми хар-ками n=f(M); 2) различные мех-змы требуют установки двиг-ей с хар-ками, соответ-щим их режиму работы; 3) важное значение имеет правильный выбор мощности Эл.двигателя, т.к. при недостаточной М двиг-ль будет перегружен, его нагрев превысит нормы, двиг-ль выйдет из строя. При недогрузке снизится КПД и коэф-нт М. Сущ-ют след. типы эл.двигателей: 1) Наиболее простым и дешевым явл-ся асинхронный дв-ль с короткозамкнутыс ротором. Он широко примен-ся

Для привода мех-ов, не треб-щих регулировки скорости; 2) Многоскоростные асинхронные дв-ли – с переключением обмоток статора на различное число пар полюсов – примен-ся для ступенчатого изменения скорости; 3) Эл.двигатели постоянного тока, система генератор – двиг-ль, в которой трехфазный асинхронный дв. вращает якорь генератора постоянного тока, предназначенного для питания основного рабочего дв-ля. Но электроприводы постоянного тока, не смотря на их преимущества, дороги и сложны в экспл-ии, поэтому прим-ся при невозможности другого решения. Сущ-ют следующие конструкции (типы) двигателей: 1. Дв-от открытого типа – с большим вентиляционными отвестиями целесообразно прим-ть в немногих случаях, т.к. такой дв-ль легко засоряется + сущ-ет опасность поражения током обслуж-его персонала. 2. Дв-ль закрытого типа – устан-ся в запыленных помещениях при наличии в воздухепаров, едких испарений… Для охлаждения такого двиг-ля используют продувание. 3.Дв-ль защищенного типа – имеет вентиляционные отверстия, кот. закрыты решетками, защищ-ми дв-ль от попадания внутрь капель дождя, посторонних частиц, опилок, но не выли. Такие дв-ли могут устан-ся на открытом воздухе. 4.В сырых помещениях прим-ют защиту дв-ля со спец-ой влагостойкой изоляцией. 5. Во взрывоопасных помещениях, содер-щие горючие газы или пары, устан-ют взрывозащитные дв-ли.

В.47 и 48. Трехфазный синхронный эл.двигатель. Устройство. Принцип дей-я. – это эл.машина для преобразования электр.энергии в механическую. Устройство 3-хфазного асинхронного дв-ля: Основными частями асинхролнного Эл.дв-ля являются: статор – неподвижная и ротор – вращающая часть. Статор сост-т из чугунного или алюм-го корпуса, в котором укреплен сердечник в виде пакета из листовой электротехнической стали. В пазах сердечного статора уложены секции 3-хфазной обмотки, концы кот. выведены на щиток зажимов для присоединения к питающей сети. Ротор – состоит из сердечника, набранного из листовой стали и обмотки, уложенной в его пазы, а т.ж. стального вала, концы которого нах-ся в подшипниках, расположенных в подшипниковых щитах корпуса. Для получения вращ-щегося магнитного поля в пазы статора закладываются три обмотки, оси которых расположены в простанстве под углом 120°. Шесть концов обмоток статора выведены на щиток с зажимами, что позволяет содинить их в звезду или треугольник. Схема размещения обмоток статора на рис.

Каждая секция катушки лежит в двух пазах статолра. Обычно катушки состоят из двух или трех секций. В каждом пазу нах-ся несколько активной статорной обмотки. *В зав-ти от устр-ва обмотки ротора асинхронные эл.двиг-ли бывают: а) коротко замкнуты- ми –с короткозамкнутой обмоткой ротора; б) с фазным ротором - с контактными кольцами

*Короткозамкнутая обмотка ротора пред-ет собой цилинд-кую клетку из медных или алюм-х стержней, которые без изоляции заклад-ся в пазы сердечника ротора. Торцовые концы стержней замыкаются кольцами из того же мат-ла, что и стержни. Такие клетки наз-ся «беличьм кольцом»

рис.

*Обмотка фазного ротра, как правило, трехфазная с таким же числом катушек, что и обмотка статора данного двигателя. Обмотки фазного ротора соед-ся в звездочку, причем свободные концы фаз присоедин-ся к трем контактным кольцам, располагаемым на валу ротора, но изолированным от него и между собой. *По контактным кольцам скользят неподвижные угольные щётки, укрепленные в спец. неподвижн. Щёткодер-жателях. Такое устр-во позволяет включать в обмотки ротора трехфазн. Реостат, что позволяет снизить значение пускового тока, относ-но плавно регулировать его число оборотов.

Принципы дей-я асинхронного эл.двигателя: на рис. Условно изображены два полюса магнита, вращающиеся по часовой стрелке. Магнитные линии этого поля, двигаясь, пересекают активные проводники витка, укрепленного на оси, в котором по закону эл.магнитной индукции наводится ЭДС. Если виток замкнут, то в нем будет протекать индуцированный ток, направление которого опред-ют по правилу правой руки. В рез-те взаимодействия вращающегося магнитн. поля и тока на проводники витка будут дей-вать эл.магнитные силы F1 и F2, образующие вращающий момент Мпр. виток под дей-ем Мпр. начнет вращаться.

Рис.

Направление вращения витка совпадает с направлением вращениея магнитного поля, но частота его вращения будет меньше частоты вращения поля, т.к. только при этом условии благодаря относительному движ-ю проводни- ков витка и магнитной линии имеет место явление эл.магнитной индукции и наведение ЭДС. Из-за несовпадения частоты вращения ведущего поля – статор и витка – ротор такой эл.двигатель наз-ют асинхронным.

Рассмотренная модель – это не эл.дв-ль, т.к. вращающееся магн. Поле создается механическим вращением постоянного магнита. У асинхронного дв-ля вращ-ся магнитн. поле созд-ся тремя неподвижными обмотками статора, птаемыми от трехфазной сети, в кот. токи одинаковой частоты сдвинуты во времени на 1/3 периода.

В 49.Энергетическая диаграмма и КПД Эл.дв-лей. Потери мощности в Эл.двигателе.

Мощность, потребляемая из сети эл.дв., расходуется на полезно затраченную для работы приводимого мех-зма и на потери мощности в самом дв-ле. Потери мощности слагаются из потерь мощности на нагрев обмоток статора и ротора, сердечников статора и ротора и механических потерь на вентиляцию и трение в подшипниках. Потери в стали ротора незначительны и ими обычно принебрегают. Мощность, развиваемая на валу эл.дв-ля. Р2=Р1-(Р01+Рст1+Ро2+Рmax), где

Р1 - мощность, подведенная из сети: Р1=√3 U I CosL

Р01 и Р02 – потери в обмотках статора и ротора – электр. Потери на нагрев;

Рст1 – потери в стали статора на вихревые токи и перемагничивание

Рmax – механические потери, кот. зависят от диаметра и скорости ротора, типа подшипников, конструкивных решений вентиляц-ой системы дв, которая предназначена для охлаждения обмоток. *Одним из важных параметров харак-щих эл.дв-ль и его экономичность, явл-ся КПД, определ-ый отношением полезной мех-кой мощности на валу дв-ля Р2 к мощности Р1, потребляемой из сети:

____________________________________________

КПД – η. Потери в обмотках статора и ротора Р01 и Р02 – переменные, зав-ят от нагрузок. Магнитные и мех-кие потери практически от нагрузки не зав-сят и явл-ся постоянными.

КПД Эл.дв. изменяется в зав-ти от нагрузки и достигает ↑ значенияпри загрузке порядка 75% номинальной. *Коэф-ент мощности CosL эл.дв-ля тоже изменяется в завис-ти от нагрузкпи (т.е. от токов, протекающих в обмотках) с↓ нагрузки СоsL. Достигает своего наибольшего значения CosL 0,8-0,9 при нагрузке, близкой к номинальной. Однако при дальнейшем ↑нагрузки, CosL ↓ , поэтому для повышения CosL в сети, что влечет за собой снижение потерь, стремится обеспечить загрузки асинхронных дв-лей близкую к номинальной. На рис. Показаны рабочие хар-ки асинхронного дв-ля, т.е. завис-ть момента на валу М, КПД, частоты вращения n2 и коэф-ента мощности CosL от нагрузки на валу дв-ля.

Рис.